(57)【要約】【課題】バックドアの開閉による応力集中と、車軸からの入力による応力集中の双方の影響を受けても、バックドア開口部の耐久性能の低下を防ぐ。【解決手段】バックドア開口部の上部コーナー部３ａにおいて、エクステンション部材５は、表面にダンパーステー４をボルト結合するためのブラケット９を固定する部位の裏面に、当該エクステンション部材を補強するリテーナ１０が固定され、リテーナ１０は、エクステンション部材の面に沿って延設された延長部１０ａと、延長部１０ａに延設されエクステンション部材の接合用フランジ５ａの面に沿って形成されている接合用フランジ１０ｂとから構成され、リテーナの接合用フランジがエクステンション部材、アウターリーンフォースメント７及びインナーリーンフォースメント８の各接合用フランジ５ａ、７ａ、８ａと共に重ね合わされた状態で接合されている。【選択図】図１
2010000880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のバックドア開口部の上部となるルーフパネルの後端部にドアヒンジを介してバックドアが設けられ、前記バックドアは前記バックドア開口部の左右一対の側部となるリアピラーにおける上部コーナー部に、それぞれ当該バックドアの開操作力を付与するダンパーステーを介して連結され、前記リアピラーの外側面を構成し前記バックドア開口部の開口側に接合用フランジが形成されたエクステンション部材が車体側面後方の外側面を構成するクォーターパネルに接合されている自動車のバックドア取付構造において、
前記エクステンション部材は、表面に前記ダンパーステーをボルト結合するためのブラケットを固定する部位の裏面に、当該エクステンション部材を補強するリテーナが固定され、
前記リテーナは、前記エクステンション部材の面に沿って延設された延長部と、前記延長部に延設され前記エクステンション部材の前記接合用フランジの面に沿って形成されている接合用フランジとから構成され、前記リテーナの前記接合用フランジは前記エクステンション部材の前記接合用フランジと重ね合わされた状態で接合されていることを特徴とする自動車のバックドア取付構造。
【請求項２】
前記リアピラーは、
前記エクステンション部材の室内側に配置されるアウターリーンフォースメントと、
前記アウターリーンフォースメントと接合され空間部を有する閉断面体を構成することで前記リアピラーを補強するインナーリーンフォースメントとを備え、
前記アウターリーンフォースメント及び前記インナーリーンフォースメントのうち少なくとも１つの接合用フランジが、前記エクステンション部材の前記接合用フランジ及び前記リテーナの前記接合用フランジと共に重ね合わされた状態で接合されていることを特徴とする請求項１記載の自動車のバックドア取付構造。
【請求項３】
前記各接合用フランジは、車両の前後方向に向かって延びている前記エクステンション部材の前記面に対して屈曲していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動車のバックドア取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバックドア開口部の上部に設けられたドアヒンジを介して上方に開くバックドアを有する自動車のバックドア取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステーションワゴンやハッチバックタイプの自動車では、跳ね上げ式バックドアを備えている（例えば、特許文献１参照。）。このバックドアは図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両５０のバックドア開口部５１の上部となるルーフパネル５２の後端部５２ａに、ドアヒンジ５３を介して取り付けられている。また、バックドア５４の開操作性をよくするために、バックドア５４はダンパーステー５５を介してバックドア開口部５１のリアピラー５６における上部コーナー部５６Ａに連結されている。このダンパーステー５５は、バックドア５４に対しては開操作力を付与できる位置に連結されている。また、ドアヒンジ５３及びダンパーステー５５は、バックドア開口部５１に対して左右一対に設けられている。
【０００３】
このようなダンパーステー５５が連結されるリアピラー５６の構造は図６（Ａ）、（Ｂ）、図７に示すように、車体側面後方の外側面を構成するクォーターパネル６１に、リアピラー５６の外側面を構成するエクステンション部材６２が接合されている。エクステンション部材６２の室内側には、アウターリーンフォースメント６３と、このアウターリーンフォースメント６３に接合され空間部ＯＳを有する閉断面体を構成するインナーリーンフォースメント６４とが配置されている。これらエクステンション部材６２、アウターリーンフォースメント６３及びインナーリーンフォースメント６４は、バックドア開口部５１の開口側において接合用フランジ６２ａ、６３ａ及び６４ａによって接合されている。
【０００４】
また、リアピラー５６にダンパーステー５５を連結するためのダンパーステーブラケット６５をエクステンション部材６２に取り付ける部分の剛性を高めるために、当該エクステンション部材６２の裏面には、リテーナ６６が接合されている。このようにリテーナ６６を補強材として使用するのは、バックドア５４を開閉すると、エクステンション部材６２のダンパーステーブラケット６５を取り付ける部分に開閉荷重が加わって応力が集中するからである。
【０００５】
このリテーナ６６がダンパーステーブラケット６５をエクステンション部材６２に取り付ける部分の裏面に接合されている場合と、接合されていない場合とを比較すると、接合されている場合には図８（Ａ）に示すように、その部位に発生する高応力（図中、実線により囲まれている斜線部分）の面積が小さいが、接合されていない場合には図８（Ｂ）に示すように、その部位に発生する高応力（図中、実線により囲まれている斜線部分）の面積が大きくなる。この高応力が発生すると、その部位の耐久性能が低下することになる。
【０００６】
なお、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、（Ｂ）、図７、図８（Ａ）、（Ｂ）中、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＲＨは車体右側方向を、矢印ＬＨは車体左側方向を、矢印ＲＲは車体後方方向を示す。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２２６２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、背景技術に記載したバックドア開口部５１のリアピラー５６におけるダンパーステー５５を連結する上部コーナー部５６Ａの構造では、自動車の走行時におけるタイヤから伝達される路面からの入力（以下、明細書において「車軸からの入力」という。）で、四角形に形成されているバックドア開口部５１の形状が四角形から平行四辺形や菱形に変形するので、上部コーナー部５６Ａでは高応力が集中することになる。したがって、バックドア５４の開閉による応力集中と、車軸からの入力による応力集中の双方の影響を受けることで、耐久性能が低下してしまうことが懸念されている。また、リアピラー５６におけるダンパーステー５５を連結する上部コーナー部５６Ａは、このような応力を繰り返して受けると、その部分に亀裂が生じる虞があった。
【０００９】
なお、このような問題に対して、エクステンション部材６２の板厚を厚くすることが考えられるが、エクステンション部材６２の重量が増加して、燃費向上のための車両軽量化に逆行することになる。また、補強用ガセットを追加することも考えられるが、部品追加になるのでコストが上がることになる。
【００１０】
本発明は、このような従来の難点を解消するためになされたもので、バックドアの開閉による応力集中と、車軸からの入力による応力集中の双方の影響を受けても、バックドア開口部の耐久性能の低下を防ぐことができる自動車のバックドア取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成する本発明の第１の態様である自動車のバックドア取付構造は、車両のバックドア開口部の上部となるルーフパネルの後端部にドアヒンジを介してバックドアが設けられ、バックドアはバックドア開口部の左右一対の側部となるリアピラーにおける上部コーナー部に、それぞれ当該バックドアの開操作力を付与するダンパーステーを介して連結され、リアピラーの外側面を構成しバックドア開口部の開口側に接合用フランジが形成されたエクステンション部材が車体側面後方の外側面を構成するクォーターパネルに接合されている自動車のバックドア取付構造において、エクステンション部材は、表面にダンパーステーをボルト結合するためのブラケットを固定する部位の裏面に、当該エクステンション部材を補強するリテーナが固定され、リテーナは、エクステンション部材の面に沿って延設された延長部と、延長部に延設されエクステンション部材の接合用フランジの面に沿って形成されている接合用フランジとから構成され、リテーナの接合用フランジはエクステンション部材の接合用フランジと重ね合わされた状態で接合されているものである。なお、本明細書において、「延設」とは一方向に延びるように設けることを意味する。
【００１２】
このような第１の態様である自動車のバックドア取付構造によれば、リアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部のエクステンション部材に、バックドアの開閉や車軸の入力により荷重が加わっても、エクステンション部材を補強するリテーナが、エクステンション部材の面に沿って延設されると共に当該エクステンション部材の接合用フランジまで延設され、さらにリテーナの接合用フランジとエクステンション部材の接合用フランジとが重ね合わされた状態で接合されることでその部分の剛性が高くなるので、その応力値を従来のリテーナより小さくすることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は第１の態様である自動車のバックドア取付構造において、リアピラーは、エクステンション部材の室内側に配置されるアウターリーンフォースメントと、アウターリーンフォースメントと接合され空間部を有する閉断面体を構成することでリアピラーを補強するインナーリーンフォースメントとを備え、アウターリーンフォースメント及びインナーリーンフォースメントのうち少なくとも１つの接合用フランジが、エクステンション部材の接合用フランジ及びリテーナの接合用フランジと共に重ね合わされた状態で接合されているものである。
【００１４】
このような第２の態様である自動車のバックドア取付構造によれば、リアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部のエクステンション部材に、バックドアの開閉や車軸の入力により荷重が加わっても、エクステンション部材を補強するリテーナが、エクステンション部材の面に沿って延設されると共に当該エクステンション部材の接合用フランジまで延設され、さらにエクステンション部材の接合用フランジ及びリテーナの接合用フランジと共に、アウターリーンフォースメントの接合用フランジ及びインナーリーンフォースメントのうち少なくとも１つの接合用フランジが重ね合わされた状態で接合されることでその部分の剛性がより高くなるので、その応力値をリテーナの接合用フランジとエクステンション部材の接合用フランジとが重ね合わされた状態で接合された場合よりも小さくすることができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は第１の態様又は第２の態様である自動車のバックドア取付構造において、各接合用フランジは、車両の前後方向に向かって延びているエクステンション部材の面に対して屈曲しているものである。
【００１６】
このような第３の態様である自動車のバックドア取付構造によれば、その屈曲部により曲げに対する強さが大きくなるので、さらに、リアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部の剛性を高くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自動車のバックドア取付構造によれば、後部ドアの開閉による応力集中と、車軸からの入力による応力集中の双方の影響を受けても、バックドア開口部の耐久性能の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の自動車のバックドア取付構造を実施するための最良の形態例について、図面を参照して説明する。なお、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）図４（Ａ）、（Ｂ）中、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＲＨは車体右側方向を、矢印ＬＨは車体左側方向を、矢印ＲＲは車体後方方向を示す。
【００１９】
本発明の自動車のバックドア取付構造は、従来の跳ね上げ式後部ドアを備えた車両のバックドア開口部に適用されるもので、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、車両のバックドア開口部（図６に示す符号５１。）の上部となるルーフパネル２の後端部２ａにドアヒンジ（図示せず。）を介してバックドア（図示せず。）が設けられている。このドアヒンジは、バックドア開口部に対して左右一対に設けられている。バックドアは、バックドア開口部の左右一対の側部となるリアピラー３における上部コーナー部３Ａに、それぞれ当該バックドアの開操作力を付与するダンパーステー４を介して連結されている。なお、図１（Ａ）、図２においては、バックドア開口部を車両後方から見て、右側部分を示しているが、図示しない左側部分も同様の構成である。
【００２０】
また、リアピラー３の外側面を構成しバックドア開口部の開口側に接合用フランジ５ａが形成されたエクステンション部材５が車体側面後方の外側面を構成するクォーターパネル６に接合されている。リアピラー３は、さらに、エクステンション部材５の室内側に配置されるアウターリーンフォースメント７と、アウターリーンフォースメント７と接合され空間部ＯＳを有する閉断面体を構成することでリアピラー３を補強するインナーリーンフォースメント８とを備えている。このアウターリーンフォースメント７は、エクステンション部材５の接合用フランジ５ａに重ね合わせて接合するための接合用フランジ７ａが形成され、インナーリーンフォースメント８は、アウターリーンフォースメント７の接合用フランジ７ａに重ね合わせて接合するための接合用フランジ８ａが形成されている。
【００２１】
さらに、エクステンション部材５は、表面にダンパーステー４をボルト結合するためのブラケット９を固定する部位の裏面に、当該エクステンション部材５を補強するリテーナ１０が固定されている。このリテーナ１０は図１（Ｃ）に示すように、エクステンション部材５の面に沿って延設された延長部１０ａと、延長部１０ａに延設されエクステンション部材５の接合用フランジ５ａの面に沿って形成されている接合用フランジ１０ｂとから構成されている。なお、図１（Ｃ）中、左側のリテーナ６６は従来のもので、右側のものが本発明に使用されるリテーナ１０である。この図を見てわかるように、従来のリテーナ６６（点線ＤＬより右側の区域）をエクステンション部材５の接合用フランジ５ａの先端まで延長している。
【００２２】
このリテーナ１０は、延長部１０ａがエクステンション部材５の面に沿って接合され、接合用フランジ１０ｂがエクステンション部材５の接合用フランジ５ａ及びアウターリーンフォースメント７の接合用フランジ７ａと共に重ね合わされた状態で結合されている。重ね合わせの順番は、車両の外側から内側に向かって、エクステンション部材５、リテーナ１０、アウターリーンフォースメント７、インナーリーンフォースメント８となっている。また、リテーナ１０が固定されるエクステンション部材５の部位は、バックドア開口部のリアピラー３における上部コーナー部３Ａである。
【００２３】
また、各接合用フランジ５ａ、１０ｂ、７ａ、８ａは、車両の前後方向に向かって延びているエクステンション部材５の面に対して屈曲して形成されている。なお、ここでいう接合とは、スポット溶接の他、リベット止め、ボルト止めも該当する。
【００２４】
このように構成された本発明の自動車のバックドア取付構造におけるバックドアの開閉時や車軸の入力時における作用について以下に説明する。
【００２５】
バックドアの開閉や車軸からの入力があると、リアピラー３におけるダンパーステー４を連結する上部コーナー部３Aのエクステンション部材５に荷重が加わる。この際、エクステンション部材５を補強するリテーナ１０が、エクステンション部材５の面に沿って延設されると共に当該エクステンション部材５の接合用フランジ５ａまで延設され、さらにエクステンション部材５の接合用フランジ５ａ及びリテーナ１０の接合用フランジ１０ｂと共に、アウターリーンフォースメント７の接合用フランジ７ａが重ね合わされた状態で接合されることで、その部分の剛性が従来のリテーナより高くなっている。なお、エクステンション部材５の接合用フランジ５ａ、リテーナ１０の接合用フランジ１０ｂ及びアウターリーンフォースメント７の接合用フランジ７ａと共に、インナーリーンフォースメント８の接合用フランジ８ａも重ね合わせた状態で接合することで、さらに、その部分の剛性が従来のリテーナより高くすることができる。
【００２６】
また、各接合用フランジ５ａ、１０ｂ、７ａ、８ａが、車両の前後方向に向かって延びているエクステンション部材５の面に対して屈曲して形成されているので、その屈曲部により曲げに対する強さが大きくなっている。これにより、リアピラー３におけるダンパーステー４を連結する上部コーナー部３Ａの剛性がより高くなっている。
【００２７】
したがって、リアピラー３におけるダンパーステー４を連結する上部コーナー部３Ａのエクステンション部材５に荷重が加わっても、従来のリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部のエクステンション部材よりもその応力値を小さくすることができるので、後部ドアの開閉による応力集中と、車軸からの入力による応力集中の双方の影響を受けても、バックドア開口部の耐久性能の低下を防ぐことができる。
【００２８】
このように、リテーナ自体を改造することでバックドア開口部の耐久性能の低下を防止しているので、部品点数の増加によるコストアップを防ぐことができ、また、エクステンション部材の板厚を厚くして剛性を高めることによる車両重量の増加を防ぐことができる。さらに、バックドア開口部の剛性が高まるので、操縦安定性を向上させることが可能になる。
【００２９】
次に、本発明の自動車のバックドア取付構造と、従来の自動車のバックドア取付構造とについて比較するために、バックドアの開閉耐久解析と、悪路耐久解析とを行った。解析装置は、ＦＥＭ（有限要素法）による汎用解析プログラムである構造解析ソルバをインストールしたパーソナルコンピュータを使用した。なお、従来の自動車のバックドア取付構造は、図６に示す構造のもので、本発明の自動車のバックドア取付構造は、図１に示す構造のものである。
【００３０】
バックドアの開閉耐久解析は、リアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部へのダンパーステーからの開閉荷重に対する応力を検出して解析を行った。解析結果は図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来の自動車のバックドア取付構造では、リアピラー５６におけるダンパーステーを連結する上部コーナー部５６Ａのエクステンション部材６２に高応力（図中、実線により囲まれている斜線部分）が発生していたが、本発明の自動車のバックドア取付構造では、リアピラー３におけるダンパーステーを連結する上部コーナー部３Ａのエクステンション部材５に高応力は発生しないことが確認できた。
【００３１】
また、悪路耐久解析は、リアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部への車軸からの入力に対する応力を検出して解析を行った。解析結果は図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、従来の自動車のバックドア取付構造では、リアピラー５６におけるダンパーステーを連結する上部コーナー部５６Ａのエクステンション部材６２に発生する高応力（図中、実線により囲まれている斜線部分）の面積が大きくなっていたが、本発明の自動車のバックドア取付構造では、リアピラー３におけるダンパーステーを連結する上部コーナー部３Ａのエクステンション部材５には高応力（図中、実線により囲まれている斜線部分）が僅かに発生するに留まっていることが確認できた。
【００３２】
したがって、リアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部に荷重が加わっても、従来のリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部よりも剛性が高められていることが確認できたので、後部ドアの開閉による応力集中と、車軸からの入力による応力集中の双方の影響を受けても、バックドア開口部の耐久性能の低下を防ぐことが確認できた。
【００３３】
なお、上述した実施例においては、リアピラーを補強するためにアウターリーンフォースメント及びインナーリーンフォースメントを備えていたが、これに限らず、主としてエクステンション部材でリアピラーが構成され、本発明のリテーナの接合用フランジがエクステンション部材の接合用フランジと重ね合わされた状態で接合されているものでもよい。この場合には、上述した実施例のリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部より応力値が大きくなるが、従来のリテーナを使用した主としてエクステンション部材でリアピラーが構成されているものよりも、ダンパーステーを連結する上部コーナー部の応力値を小さくすることができるようになる。
【００３４】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の自動車のバックドア取付構造における好ましい実施の形態例を示す図で、（Ａ）はリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）はリテーナの詳細図である。
【図２】図１のリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部を示す分解斜視図である。
【図３】バックドア開閉の解析結果を示す図で、（Ａ）は従来の自動車のバックドア取付構造の応力コンター図、（Ｂ）は本発明の自動車のバックドア取付構造の応力コンター図である。
【図４】悪路耐久の解析結果を示す図で、（Ａ）は従来の自動車のバックドア取付構造の応力コンター図、（Ｂ）は本発明の自動車のバックドア取付構造の応力コンター図である。
【図５】跳ね上げ式バックドアを備えた自動車の後部を示す図で、（Ａ）はバックドアとバックドア開口部との関係を示す説明図、（Ｂ）はバックドア開口部の後面図である。
【図６】従来の自動車のバックドア取付構造を示す図で、（Ａ）はリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図７】従来の自動車のバックドア取付構造のリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部を示す分解斜視図である。
【図８】従来の自動車のバックドア取付構造のリアピラーにおけるダンパーステーを連結する上部コーナー部を示す図で、（Ａ）はリテーナ在りの応力コンター図、（Ｂ）はリテーナ無しの応力コンター図である。
【符号の説明】
【００３６】
２……ルーフパネル
２ａ……後端部
３……リアピラー
３ａ……上部コーナー部
４……ダンパーステー
５……エクステンション部材
５ａ……接合用フランジ
６……クォーターパネル
７……アウターリーンフォースメント
７ａ……接合用フランジ
８……インナーリーンフォースメント
８ａ……接合用フランジ
１０……リテーナ
１０ａ……延長部
１０ｂ……接合用フランジ
【図１】
2010000880.tif 000003
【図２】
2010000880.tif 000004
【図３】
2010000880.tif 000005
【図４】
2010000880.tif 000006
【図５】
2010000880.tif 000007
【図６】
2010000880.tif 000008
【図７】
2010000880.tif 000009
【図８】
2010000880.tif 000010